CN109715069A - 用于检测器头的温度稳定化 - Google Patents

Abstract

提供一种成像系统，该成像系统包括台架、多个辐射检测器头组件、冷却单元以及歧管。围绕台架的孔设置辐射检测器头组件。每个辐射检测器头组件包括检测器外壳和转子组件。转子组件被配置成围绕轴旋转。转子组件包括检测器单元，该检测器单元进而包括吸收构件和相关联的处理电路。冷却单元被安装到台架上，并且被配置用于提供受控的温度下的空气的输出流。歧管耦合至冷却单元和多个辐射检测器头组件，并且该歧管将冷却单元和辐射检测器头组件安置成彼此流体连通。将来自冷却单元的空气的输出流输送至多个辐射检测器头组件。

Description

用于检测器头的温度稳定化

背景技术

本文所公开的主题总的来说涉及医疗成像系统，并且更具体地，涉及减少检测器头的空气传播的辐射污染。

在核医学(NM)成像(诸如单光子发射计算机断层扫描(SPECT)或者正电子发射断层扫描(PET)成像)中，可将放射性药物给药到患者体内。通常被安装在台架上的检测器(例如，伽马相机)捕捉由放射性药物发射的辐射，并且由计算机使用该信息来形成图像。NM图像主要示出例如正被成像的患者或患者的一部分的生理机能。然而，检测器可能经受性能的变化或者检测器所提供的信号的变化。例如，温度的变化可影响检测器所报告的能级，因为辐射事件影响检测器。

发明内容

根据一个实施例，提供一种成像系统，该成像系统包括台架、多个辐射检测器头组件、冷却单元以及歧管。台架具有孔。围绕所述台架的所述孔设置所述辐射检测器头组件。每个辐射检测器头组件包括检测器外壳转子组件。所述转子组件被设置在检测器外壳内，并被配置成围绕轴旋转。所述转子组件包括检测器单元，该检测器单元进而包括吸收构件和相关联的处理电路。所述冷却单元被安装到所述台架上，并且被配置用于提供受控的温度下的空气的输出流。所述歧管耦合至冷所述却单元和所述多个辐射检测器头组件，并且所述歧管将所述冷却单元和所述辐射检测器头组件安置成彼此流体连通。将来自所述冷却单元的所述空气的输出流输送至所述多个辐射检测器头组件。

根据另一个实施例，成像系统包括像素化检测器和处理单元。所述像素化检测器具有单独读取的像素。所述处理单元包括一个或多个处理器以及至少一个存储器，该至少一个存储器包括有形的且非瞬态的计算机可读存储介质，该计算机可读存储介质包括指令，该指令被配置为指示所述一个或多个处理器对由所述检测器单元针对每个像素使用对应的阈值或窗口检测到的事件进行计数，其中，所述阈值或所述窗口中的至少一个是针对每个像素单独定制的。

根据另一个实施例，方法包括利用具有单独读取的像素的像素化检测器来采集辐射事件。方法还包括利用包括至少一个处理器的处理单元对由所述像素化检测器针对每个像素使用对应的阈值和窗口检测到的所述事件进行计数，其中，所述阈值或所述窗口中的至少一个是针对每个像素单独定制的。

附图说明

图1提供了根据一个实施例的核医学(NM)多头成像系统的示意图。

图2提供了呈开环布置的图1的系统的示意图。

图3提供了呈闭环布置的图1的系统的示意图。

图4示出了根据一个实施例的空气循环系统的示意图。

图5提供了根据一个实施例的辐射检测器头组件的截面示意图。

图6提供了根据一个实施例的辐射检测器头组件的侧视图。

图7描绘了根据一个实施例的散热片的示意性侧视图。

图8描绘了根据另一个实施例的散热片的示意图。

图9描绘了根据一个实施例的散热片的示意性侧视图。

图10提供了根据一个实施例的像素化检测器的示意图。

图11描绘了根据一个实施例的光谱或信号。

图12提供了根据一个实施例的方法的流程图。

图13示出了根据一个实施例的成像系统的示意图。

图14a描绘了根据一个实施例的处于伸展位置的可伸缩组件。

图14b描绘了处于缩回位置的图14a的可伸缩组件。

图15提供了根据一个实施例的方法的流程图。

图16提供了根据一个实施例的方法的流程图。

图17描绘了根据一个实施例的用于去卷积的信号。

图18提供了根据一个实施例的方法的流程图。

具体实施方式

当结合附图阅读时，将更好地理解前述发明内容以及某些实施例和权利要求的以下详细描述。在附图图示出各种实施例的功能框图的程度上，功能框不一定指示硬件电路之间的划分。因此，例如，一个或多个功能块(例如，处理器、控制器或存储器)可以在单个硬件(例如，通用信号处理器或随机访问存储器、硬盘等)或多个硬件中实现。类似地，程序可以是独立的程序，可以作为子例程纳入操作系统中，可以是所安装的软件包中的功能，或类似物。应当理解的是，各种实施例不限于附图中所示的安排和手段。

如本文使用的，术语“系统”、“单元”或“模块”可以包括操作来执行一个或多个功能的硬件和/或软件系统。例如，模块、单元或系统可以包括基于存储在有形和非暂态计算机可读存储介质(诸如计算机存储器)上的指令来执行操作的计算机处理器、控制器或其他基于逻辑的设备。可替代地，模块、单元或系统可以包括，基于设备的硬连线逻辑，执行操作的硬连线设备。附图中所示的各种模块或单元可以表示基于软件或硬连线指令来操作的硬件、引导硬件执行操作的软件、或它们的组合。

“系统”、“单元”或“模块”可以包括或表示硬件和相关联的指令(例如，存储在有形的且非瞬态的计算机可读存储介质(诸如计算机硬盘驱动器、ROM、RAM等)上的软件，该软件执行本文中所描述的一个或多个操作)。硬件可以包括和/或连接到一个或多个基于逻辑的设备(诸如微处理器、处理器、控制器等)的电子电路。这些设备可以是被适当地编程或指示的来从上述指令执行本文所述的操作的现成设备。附加地或替代地，这些设备中的一个或多个可与逻辑电路硬连线来执行这些操作。

如本文中所使用的，以单数叙述且冠以用词“一”或“一个”的元件或步骤应该被理解为不排除所述元件或步骤的复数，除非此类排除被明确地陈述。此外，参见“一个实施例”并不旨在被解释为排除同时纳入所叙述的特征的额外实施例的存在。而且，除非明确叙述相反情况，实施例“包括(comprising)”或“具有(having)”具有特定性质的元件或多个元件可包括不具有该性质的附加的这样的元件。

各种实施例提供了针对检测器的改进的温度控制，相应地减少了由于温度的变化引起的检测器性能的变化。各种实施例向检测器提供了受控的空气(例如，冷却空气)循环以进行移除热量、移除湿气或控制温度中的一项或多项，由此改进辐射检测器的性能稳定性。在各种实施例中，单个冷却单元可以用于多组辐射检测器组件(例如，围绕成像系统的台架的孔分布的多个辐射检测器头组件)。可使用空气导管(例如，柔性管、软管等)来将冷空气分配给柱或检测器头组件，并将热空气返回到冷却单元(或者，可替代地，将热空气排出到大气)。在一些实施例中，可经由柱盖或检测器头盖中的孔或开口将热空气排出到大气。在一些实施例中，每个柱或检测器头组件具有迫使冷空气从导管到检测器头的单独的风扇。

在各种实施例中，针对每个像素(例如，CZT检测器的每个像素)单独地设定阈值(和/或窗口设定)。例如，可以将阈值设置为在仍然足够高以不损害检测真实事件的能力的同时尽可能地低。例如，可以将阈值设定为足够高以避免压垮成像系统的处理能力。在各种实施例中监测每个像素的计数速率，并且可以在适当的时候调整阈值。各种实施例中的像素阈值的单独定制提高了良率(通过减少被拒绝的像素或检测器的数目来提高良率)，和/或允许相对较低能量事件(例如，具有能量分割的或在相邻像素之间共享的电荷共享事件)的改进的检测。在一些实施例中，可以基于温度的变化来调整阈值。

各种实施例提供用于辐射检测器的适应性能量窗口(例如，用于对基于每个像素来设定和/或调整的辐射事件进行计数的窗口)。例如，可以针对像素化检测器(例如，CZT检测器)中的每个像素限定对应的能量窗口。对于每个像素，可以优化能量窗口以提供在灵敏度与散射之间的权衡。例如，对于具有高能量分辨率特性的像素，可以使用窄能量窗口。表现差的像素可以不被关闭，但代替地可以在得到的图像中将表现差的像素降权，并且可以通过相邻的像素的计数来增强该表现差的像素。在一些实施例中，可使用温度传感器来跟踪温度变化，并使用温度传感器来解释由温度变化引起的能量漂移。在一些实施例中，可使用由像素产生的光谱或信号的前沿(例如，光谱或信号的通向峰值的部分)来调整能量校准。可由具有最多计数的能级的计数数目的一部分或一个百分比来限定该前沿。

在各种实施例中，可以在针对每个像素在不同的温度下测量能量响应并针对每个温度和应用来优化每个像素的能量窗口的情况下执行校准过程。例如，可以为高灵敏度应用限定用于给定的像素的第一窗口，并且可以为高分辨率应用限定用于给定的像素的第二窗口。

各种实施例提供了改进的对像素的真实能量响应的确定。对像素的真实能量响应的了解可用于认证像素的资格并用于在成像期间正确地来设定用于该像素的能量窗口。为了测量真实能量响应，可采用纯单峰源；然而，这样的源是难以获取的。例如，钴具有两个峰值。锝(Tc)是单峰同位素；然而，Tc源具有内部的散射或污染和/或来自与Tc源一起使用的屏蔽件的容器散射或污染。在各种实施例中，可通过利用源的已知真实光谱计算去卷积过程来获取像素的能量响应。

各种实施例提供用于检测器系统的后采集光谱分析。例如，在一些实施例中，除提供诊断图像以外，还可以保存包含采集期间的所有的检测到的事件的列表文件。还可以保存诸如定时信息(例如，对时信号)、温度读数、相机运动等的附加信息。随后可以由一个或多个处理器利用该信息来执行后处理，从而生成检测器行为的经更新的模型，和/或从而调整设定(例如，阈值和/或窗口)。通过提供改进的准确度，这样的校准可以允许使用较窄的能量窗口来提供改进的成像。

至少一个实施例的技术效果包括改进的图像质量(例如，因为由温度变化的减少带来的改进的性能稳定性)。至少一个实施例的技术效果包括降低了制造检测器的成本(例如，通过提高生产良率来降低生产检测器的成本)。至少一个实施例的技术效果包括降低了维护成本(例如，通过减少要更换的检测器的数目来降低维护成本)。至少一个实施例的技术效果包括增加了检测器的灵敏度。

图1提供了根据各种实施例的核医学(NM)多头成像系统100的示意图。通常，成像系统100被配置为从已被给药放射性药物的要成像的对象(例如，人类患者)采集成像信息(例如，光子计数)。所描绘的成像系统100包括：台架110，该台架110具有穿过该台架110的孔112；多个辐射检测器头组件115；冷却单元130；歧管140；以及处理单元120。

台架110限定孔112。孔112被配置为接受要被成像的对象(例如，人类患者或人类患者的一部分)。如图1中所看到的，多个辐射检测器头组件115被安装至台架110。在所示的实施例中，每个辐射检测器头组件115包括臂部114和头部116。臂部114被配置为使头部116径向地朝向和/或远离孔112的中心(和/或在其他方向上)关节运动(articulate)，并且头部116包括至少一个检测器，其中头部116被设置在臂114的径向内端上并被配置为枢转以提供一系列位置，从该一系列位置采集成像信息。

头部116的检测器例如可以是半导体检测器。例如，可以使用不同的材料(诸如半导体材料，包括碲锌镉(CdZnTe)(经常被称为CZT)、碲化镉(CdTe)和硅(Si)等)构建各种实施例中的半导体检测器。检测器可以被配置成与例如核医学(NM)成像系统、正电子发射断层扫描(PET)成像系统、和/或单光子发射计算机断层扫描(SPECT)成像系统一起使用。

在各种实施例中，检测器可以包括像素化阳极的阵列，并且可以取决于在检测器的表面下的检测器容积中光子被吸收的位置来生成不同的信号。(也参见图11和图12以及相关的讨论。)像素化阳极下的检测器容积被限定为体元(未在图1中示出)。对于每个像素化阳极，检测器具有对应的体元。对应于特定的像素化阳极的某些体元吸收光子导致了产生可以被计数的电荷。可以将计数与特定的位置相关联，并使用该计数来重构图像。

在各种实施例中，每个检测器头组件115可以限定朝向孔112的中心取向的对应视图。所示的实施例中的每个检测器头组件115被配置为在与给定的检测器单元的视野对应的扫掠范围上采集成像信息。可以在2015年6月30日提交的题为“Systems and MethodsFor Dynamic Scanning WithMulti-Head Camera(用于利用了多头相机的动态扫描系统以及方法)”的美国专利申请序列号14/788,180中找到与具有在孔周围径向地设置的检测器单元的系统的示例有关的附加的细节，该申请的主题通过引用以其全文被并入本文。

处理单元120包括存储器122。成像系统100被示出为包括单个处理单元120；然而，可以将处理单元120的框理解为表示分布式的或彼此远程的一个或多个处理器。所描绘的处理单元132包括处理电路，该处理电路被配置为执行本文中所讨论的一个或多个任务、功能或步骤。可注意到，如本文中所使用的“处理单元”不旨在必须限制为单个处理器或计算机。例如，处理单元120可以包括多个处理器和/或计算机，该多个处理器和/或计算机可被整合到共用的外壳或单元中，或者可以分布在各种单元或外壳中。

通常，处理单元120的各种方面(例如，经编程的模块)单独地或与其他方面协同地进行动作以执行本文中所讨论的方法、步骤或过程的一个或多个方面(例如，方法1200或该方法的多个方面)。在所描绘的实施例中，存储器122包括有形的、非瞬态的计算机可读介质，该计算机可读介质具有存储在其上的指令，该指令用于执行本文中所讨论的方法、步骤或过程的一个或多个方面。

如以上所提到的，成像系统100还包括冷却单元130以及歧管140。图2示出了包括了了冷却单元130和歧管140的成像系统100的示意图。各种实施例中的冷却单元130被安装到台架110上(例如，被安装为靠近台架110内的内腔或外壳)。通常，冷却单元130被配置为提供受控的温度下的空气的输出流132。输出流132被提供至检测器头组件115，以例如冷却或稳定检测器电子器件的温度，因为电子器件在它们被激活或使用时倾向于升温。在一些实施例中，冷却单元130可以是热电冷却器(TEC)。

如图2中示意性地描绘的，歧管140耦合至冷却单元130并且耦合至辐射检测器头组件115。例如，歧管140可以包括例如限定冷却单元130与辐射检测器头组件115之间的流体路径的管、管道、软管或导管中的一个或多个。所描绘的歧管140将冷却单元130安置成与辐射检测器头组件115流体连通。如图2中所见，来自冷却单元130的空气的输出流132被输送至辐射检测器头组件115。通过对于所有的辐射检测器头组件115使用一个冷却单元130，可以改进对被提供至辐射检测器头组件的空气的空气温度的控制的一致性，和/或可以通过仅使用一个冷却单元130以代替安装在各个辐射检测器头组件115上的分开的冷却单元来降低成像系统100的成本。相应地，在一些实施例中，可以对于系统110的所有的辐射检测器头组件115仅使用单个冷却单元。在其他的实施例中，可以使用超过一个冷却单元130(例如，每个冷却单元贡献了在辐射检测器头组件之间共享的输出流，或每个冷却单元向专用的一组辐射检测器头组件提供输出流)。

可注意到，可以将成像系统100的空气的分配配置为开环分配或闭环分配。图2展示了呈开环空气分配配置的成像系统100。在图2中，冷却单元130从大气源接收输入流134。所示的实施例中的风扇154用于将输入流134提供至冷却单元130以供在辐射检测器头组件115之间分配。在一些实施例中，大气源可以位于与台架110相同的房间直接环境中。在一些实施例中，大气源可以位于远离台架110处(例如，在不同的房间中)，以例如减少可进入空气流的任何可能的空气传播的污染。在将输出流132分配给辐射检测器头组件115并且使用输出流132来冷却辐射检测器头组件115之后，排出流136被引导离开辐射检测器头组件115。为了控制冷却单元130、风扇154和/或系统100的其他方面，温度传感器152对输出流132的温度进行感测并向温度控制器156提供温度信息。另外地或可替代地，可使用温度传感器来对诸如输入流134和/或排出流136之类的其他流的温度进行感测。

如图2中所看到的，可认为冷却单元130是热交换界面131的冷侧(热交换界面131可以包括热泵133)，该热交换界面131与热交换器160协作以将热量从冷却单元130移除。热交换器160可以接收室内空气的流162，该室内空气的流162在热交换器160中被加热并且作为室内空气的经加热的流164被排出。相应地，从辐射检测器头组件115被移除的热量可以从环绕系统100的检测部件和/或台架的包壳150被移除，其中热量经由热交换器160被传递至包壳150外的大气。

图3展示了呈闭环空气分配配置的成像系统100。在图3中，在将输出流132分配给辐射检测器头组件115并且使用输出流132来冷却辐射检测器头组件115之后，排出流136经由排出歧管141被引导离开辐射检测器头组件115至冷却单元130。图3中所描绘的示例系统还包括干燥器170，该干燥器170被配置为当排出流136向冷却单元130返回时将湿气从排出流136中移除。可进一步注意到，虽然为了便于描绘以及描绘清楚起见，图3中未描绘，但图3的系统通常可以包括与结合图2的示例讨论的部件相似的用于热交换和温度控制的部件。

图4示出了用于成像系统(例如，成像系统100)的空气循环系统400的示意图。为了展示清楚和便于展示起见，在图4中仅示出一个辐射检测器头组件；然而，可以将相似的布置提供给给定的成像系统的多个辐射检测器头组件。如图4中所看到的，辐射检测器头组件410包括臂部412和头部414。在外壳418与转子组件420之间限定通道416。检测器单元(未在图4中示出)被设置在转子组件420内。如图4中所看见的，冷却空气的冷却流432(例如，来自冷却单元130)行进穿过冷却歧管440。入口442将冷却歧管440安置成与辐射检测器头组件410的通道416流体连通。相应地，可将来自冷却流432的空气从冷却歧管440转移至通道416，并且可以使用该来自冷却流432的空气来冷却转子组件420(例如，转子组件420内的电子检测器)。所示的实施例中的风扇450帮助在所希望的方向上引导空气穿过通道416，同时使用阀452来控制从冷却歧管440转移至通道416的空气的量。另外地或可替代地，在一些实施例中，风扇490协助空气流进入转子组件420或者使空气流进入转子组件420。任选地，可以控制每个风扇490以改变穿过该风扇490所服务的转子组件420的空气的体积，以便控制和稳定该风扇490所服务的转子组件420中的温度。在空气已经通过了转子组件420并冷却了转子组件420之后，经由通道来将空气引导至出口444，该出口444与排出歧管441流体连通。排出歧管441可以在闭合空气分配配置中被配置为将空气引导回到冷却源(例如，冷却单元130)，或者可以在开放空气分配配置中被配置为将排出的空气引导到大气中。冷却歧管440和排出歧管441例如可以被设置在台架(例如，台架110)内。可注意到，空气循环系统400的一个或多个方面(例如，入口442和/或出口444)可以被配置为允许臂部412伸展或缩回以在台架的孔内径向地平移头部414。例如，入口442和/或出口444可以包括一定长度的柔性软管。在所示出的实施例中，柔性软管470从入口442延伸至转子组件420的空气入口，以将冷却空气引导到辐射检测器头组件410的电子器件。任选地，基本相似的柔性软管(未在图4中示出)可以从转子组件420的排出出口延伸，以将用过的冷却空气引导至排出歧管441。空气软管的柔性考虑了转子组件420相对于台架的径向运动。引导空气从冷却歧管440穿过转子组件420到排出歧管441有助于提供高效冷却。

可替代地或另外地，可使用可伸缩挡板布置来在允许检测器头组件在径向上向内或向外关节运动的同时将空气引导到辐射检测器头组件的电子器件。图14a描绘了处于伸展位置的可伸缩组件1400，并且图14b描绘了处于缩回位置的可伸缩组件1400。在图14a和图14b中，沿轴向横截面示出可伸缩组件1400。可伸缩组件包括具有可伸缩臂部部分1420的臂部1410。可伸缩组件1410还包括可伸缩间隔壁1430，该可伸缩间隔壁1430划分可伸缩组件1400并限定了通道，冷却空气流1440可以通过该通道来穿过可伸缩组件1400的内部以冷却检测器电子器件1450。以这样的方式，将台架中的腔体分别分成冷却歧管(通常相当于图4中的440)和排出歧管(通常相当于图4中的441)，该冷却歧管以及该排出歧管通向可伸缩间隔壁1430的各侧上的两个腔体。相应地，可以迫使冷却空气穿过检测器电子器件1450.

还如本文中所讨论的，在各种实施例中，可以基于温度来改变检测器(例如，检测器的单个像素)的诸如窗口或阈值(参见例如图11以及相关的讨论)之类的一个或多个信号处理特性。所描绘的空气循环系统400包括温度传感器460，温度传感器460可操作地耦合至处理单元(例如，处理单元120)并被配置为向处理单元提供温度信息。使用该温度信息，处理单元120可以调整一个或多个信号处理特性。相应地，即使由温度变化引起检测器所检测到的经检测的能量值漂移，也可以解决该漂移从而提供改进的可靠性和准确度。可注意到，在各种实施例中，温度传感器460的数目和/或位置可以不同。例如，可以在一些实施例中对于整个系统使用单个温度传感器460。在其他的实施例中，每个辐射检测器头组件可以具有用于提供温度信息的专用温度传感器，该温度信息由处理单元使用来调整被设置在对应的检测器头上的检测器的像素的信号处理特性。相应地，可以基于特定检测器头(在该特定检测器头上设置检测器的像素)的特定温度来调整不同的检测器头上的检测器的像素。在各种实施例中，可使用温度传感器来感测检测器周围的空气的温度、冷却流中的空气的温度、排出流中的空气的温度、和/或检测器电子器件的温度(例如，使用热敏电阻来感测)。

图5提供了根据各种实施例的辐射检测器头组件500的截面示意图。可以与结合图1讨论的示例的辐射检测器头组件115中的一个或多个辐射检测器头组件相结合地采用辐射检测器头组件500的一个或多个方面。可以在2015年3月27日提交的题为“ReducedAirborne Contamination Detector Heads(减少空气传播的污染的检测器头)”的美国专利申请序列号14/671,039中找到示例辐射检测器头组件的附加细节，该申请的主题以其全部内容被并入本文中。可注意到，可以与医学成像(例如核医学(NM)成像、正电子发射断层扫描(PET)、单光子发射计算机断层扫描(SPECT)等)相结合地使用辐射检测器头组件500。例如，辐射检测器头组件500可以是被配置为对对象502(或该对象502的一部分)进行成像的成像系统的一部分。对象502例如可以是人类患者。在所示的实施例中，辐射检测器头组件500包括臂部513，该臂部513可以可调整地将辐射检测器头组件500耦合至成像系统的台架(未在图5中示出；参见图1中的台架的示例)。各种实施例中的辐射检测器头组件500是各自限定了较小的单独视场(该较小的单独视场可以被组合以提供正被成像的对象的较大的经组合的视场)的一组组件中的一个组件。例如，通常可以将辐射检测器头组件500圆柱形成形为具有约2.5英寸的直径和约14英寸的长度。

在所示的实施例中，所描绘的辐射检测器头组件500包括检测器外壳510和转子组件520。转子组件520被设置在检测器外壳510内，并被配置成围绕轴在旋转方向505上旋转。可执行转子组件520的旋转以将具有转子组件的检测器相对于正被成像的对象502定向成所希望的取向。

如在图5中所看到的，所描绘的检测器外壳510在该检测器外壳510中限定腔512，转子组件520被设置在该腔512内。所描绘的检测器外壳512包括检测器盖516(腔512被限定在该检测器盖516内)和臂部513的臂部盖514，该臂部513用于使辐射检测器组件510相对于台架(未在图5中示出)或辐射检测器组件500经由臂部513被安装至其上的其他结构关节运动。检测器外壳510的全部或一部分可以由对于从正被成像的对象发射出的辐射而言基本上是透明的轻的坚固的材料制成，诸如碳纤维。检测器外壳510的全部或一部分可包括被配置为解决、减少或消除电磁干扰(EMI)的金属线材或其他结构。

所描绘的转子组件520包括检测器单元530、准直器540、主体550以及密封构件542。其他布置包括可在各种实施例中采用的附加的或替代性的部件。通常，检测器单元530被配置成检测从对象502(例如，人类患者)发射出的辐射。准直器540被插入到检测器单元530与对象502之间，并且被配置成控制角度，辐射被允许以所述角度在成像方向504上从对象502传到检测器单元530。例如，一些实施例中的准直器540包括具有小直径的孔的管道的阵列，该孔被配置为允许光子仅在基本上法线方向上传递到检测器单元530的检测器表面。检测器单元530包括吸收构件532和相关联的处理电路534。通常，吸收构件532被配置为接收穿过准直器540的辐射，并被配置为响应于由吸收构件532接收和/或吸收的辐射而与处理电路534相结合地生成电子信号。可以由半导体材料形成吸收构件532，诸如碲锌镉(CdZnTe)(经常被称为CZT)、碲化镉(CdTe)或硅(Si)以及其他。在所示的实施例中，主体550被配置为辐射屏蔽单元并且可以被理解成辐射屏蔽单元。例如，主体550部分地环绕检测器单元530，并且由阻挡、限制、抑制和/或防止从对象502发射出的辐射穿过其中的这样的材料(例如铅或钨以及其他)配置成。由主体550来限定开口552，并且通常将开口552取向为允许从对象502发射出的辐射传递到准直器540和检测器单元530的成像方向504。通常，在所示的实施例中，主体550进行动作以阻止辐射从除经由准直器540以外的任何取向或方向进入到吸收组件532中。

可注意到，在使用中，处理电路534可生成一定量的热量，该一定量的热量可能潜在地影响检测器单元530的性能。相应地，可以在包括检测器单元530的转子组件520上引导空气(例如，来自冷却单元130的空气)以冷却检测器单元530，从而提供检测器单元530的温度稳定性并防止或抑制由于检测器单元530的加热引起的性能损失。在所示的实施例中，将主体550(准直器540和检测器单元530被设置在该主体550内)与检测器外壳510的内表面间隔开一定距离，由此限定通道554。通道554在转子组件520周围(例如，在主体150周围)周向地延伸并且还轴向地或沿转子组件520和主体550的长度延伸。各种实施例中的通道554与冷却歧管(例如，歧管140)流体连通，并且经由冷却歧管从冷却单元(例如，冷却单元130)接收冷却空气。通道554允许空气(例如，轴向地)在主体550上传递，并且允许为转子组件520相对于检测器外壳510的旋转移动提供间隙。例如，可以在转子组件520上轴向地(例如，在沿转子组件520的长度或轴的方向上，或者在进入和/或离开图5的页面的方向上)和/或横向地(在横断所述轴的方向上，诸如绕转子组件120的横截面的顺时针或逆时针方向上)传递空气。

如图5中所看到的，主体550部分地环绕检测器单元530，并且包括开口552以允许从对象502发射出的辐射传递到准直器540和检测器单元530。通常，主体550进行动作以阻止辐射从除经由准直器540以外的任何取向或方向进入到吸收组件532中。在所示的实施例中，主体550包括由壳体558环绕的屏蔽构件556。例如，屏蔽构件556可以由诸如铅或钨之类的辐射阻挡材料来形成，而壳体558可以由诸如铝之类的导热材料来形成。铝提供将热传导离开转子组件510的中心以及与穿过通道554的冷却空气热交换，同时还重量相对较轻并且向转子组件520提供足够的结构强度以在旋转期间维持该转子组件520的形状。在所示的实施例中，壳体558完全地环绕屏蔽构件556，其中屏蔽构件完全地被包含在壳体558的内部内。

在图5的所示的示例中，主体550的壳体558包括沿壳体的外表面559形成的散热片560。散热片可以沿主体550的长度的全部或沿主体550的长度的一部分延伸。所描绘的散热片560限定延伸至主体550内的开口，这允许表面积增加以改进壳体558与冷却空气流之间的热交换，同时仍允许转子组件520的横截面基本上是圆形的以供在检测器外壳510内无干扰地旋转而不需要转子组件520与检测器外壳510之间有太大的间隙。在图5的示例中，散热片560沿转子组件510的外部轴向地延伸，所描绘的散热片560沿壳体558的外表面559轴向地延伸。

可以注意到，在图5中所描绘的实施例中，直接在转子组件周围提供通道，该通道提供冷却气流。可替代地，在各种实施例中，向转子组件提供冷却气流的通道可以与转子组件相隔离，并且该通道可以用于与环绕转子组件的第二通道进行热交换。

如本文中所讨论的，可以轴向地或在辐射检测器头组件的长度上传递所配置的冷却空气流。图6示出根据各种实施例形成的辐射检测器头组件600的侧视图，其中包括用于使转子组件在外壳内旋转(这也可被称为使辐射检测器头组件枢转)的电机。如图6中所看到的，所描绘的辐射检测器头组件600包括电机610、枢转带612、滑环614、电子模块616、转子618、定子620、准直器622和空气导管624。为了更好地展示清楚和便于展示起见，已经移除辐射检测器头组件600的盖或外壳。如图6中还看到的，长度L沿辐射检测器头组件从第一端680延伸到第二端690。可初始地在第一端680处将冷却空气提供至辐射检测器头组件600(例如，经由来自诸如歧管140之类的冷却歧管的引入口)，其中空气随着空气沿长度L传递至第二端690而变热。

可由成像系统的处理单元来控制电机610(例如电动机)使转子618(该转子618可包括本文中所讨论的转子组件的一个或多个方面)旋转。电机610被安装到定子620，并且经由枢转带612耦合至转子618。滑环614允许电子模块616(该电子模块与转子618一起旋转)与被安装到定子620的电子器件或不与转子618一起旋转的其他结构之间的电通信。在一些实施例中，转子618可以在例如约210度的范围上旋转，以提供在对辐射检测器头组件600的检测器进行定向中的灵活性。空气导管624与环绕至少一部分的转子618的通道流体连通以提供将热从转子618移除(例如，使用来自冷却单元130的空气)。可以在2013年9月3日提交的题为“Methods And Systems For Controlling Movement Of Detectors HavingMultiple Detector Heads(用于控制具有多个检测器头的检测器的移动的方法以及系统)”的美国专利申请序列号14/016,939中找到关于包括辐射检测器头组件的示例系统的附加的讨论，该申请的主题通过引用以其全文被并入本文。

如上文所讨论的，可使用散热片来改进辐射检测器头组件(例如，辐射检测器头组件115)与空气的冷却流之间的传热。可以注意到，在各种实施例中，散热片可以从转子组件的壳体的外表面延伸出来，其中散热片被配置为沿转子组件的长度具有可变的传热能力。例如，在冷却空气初始地在第一端处遇到辐射检测器头组件并随着该冷却空气朝向第二端行进而被加热的情况下，检测器头组件的检测器单元可沿长度具有不同的温度，这潜在地导致不一致的性能。相应地，可以在第一端处相对地降低散热片的传热能力并在朝向第二端时相对地提高散热片的传热能力，以提供沿长度的更均匀的传热并相应地提供沿长度的更一致的温度。

图7描绘了可根据各种实施例来使用的散热片的侧视图。如图7中所看到的，转子组件700包括散热片710(可以围绕壳体的一部分分布多个散热片；然而，为了展示清楚和便于展示起见，在图7中仅仅示出一个散热片710)，该散热片710沿转子组件700的长度L从第一端702延伸朝向第二端704。在所示的实施例中，初始地在靠近第一端702处接收冷却空气，该冷却空气沿长度L朝第二端行进，并随着该冷却空气朝第二端704行进而变热(通过将热量从转子组件700移除)。相应地，相比那些靠近第一端702的检测器单元，被定位为靠近第二端704的检测器单元倾向于处于更高的温度下。通过在靠近第二端704处提供增加的传热和/或在靠近第一端702处提供减少的传热，可以向转子组件700的沿长度L被设置在不同位置处的各种检测器提供更一致的或更均匀的温度。

在图7中所描绘的示例中，经由散热片710的高度沿转子组件700的长度L的可变性来提供传热能力的可变性。如图7中所看到的，散热片710从转子组件700的壳体708的外表面706延伸。散热片710具有可变的高度H，该可变的高度H在靠近第一端702(在该第一端702处冷却空气流具有相对较低的温度)处较小，该可变的高度H在靠近第二端704(在该第二端704处冷却空气流具有相对较高的温度)处较大。相应地，散热片710在靠近第二端704处相对于第一端702具有较大的传热能力以提供沿长度L的更一致的或更均匀的温度。

可替代地或另外地，散热片可以具有不同的散热片长度，其中，散热片的数目(例如，在沿转子组件的的长度的给定位置处的散热片的数目)沿转子组件的长度而变化。图8描绘了可以在各种实施例中使用的散热片的另一个示例的顶视图。如图8中所看到的，转子组件800包括沿转子组件800的长度L从第一端802朝向第二端804延伸的散热片810。在所示的实施例中，初始地在靠近第一端802处接收冷却空气，该冷却空气沿长度L朝向第二端行进，并随着该冷却空气朝第二端804行进而变热(通过将热量从转子组件800移除)。相应地，相比那些靠近第一端802的检测器单元，被定位为靠近第二端804的检测器单元倾向于处于更高的温度下。通过在靠近第二端804处提供增加的传热和/或在靠近第一端802处提供减少的传热，可以向转子组件800的沿长度L被设置在不同位置处的各种检测器提供更一致的或更均匀的温度。

在图8所描绘的示例中，通过沿转子组件800的长度L的散热片的数量的可变性来提供传热能力的可变性。散热片810从转子组件800的壳体808的外表面806延伸。如图8中可以看到，散热片810包括：第一组散热片820，该第一组散热片820具有沿长度L的全部或大部分延伸的第一散热片长度822；第二组散热片830，该第二组散热片830具有小于第一散热片长度822的第二散热片长度832；以及第三组散热片840，该第三组散热片840具有小于第二散热片长度832的第三散热片长度842。上述散热片组被布置成使得较短的散热片被设置于靠近第二端804处。相应地，沿长度L靠近第二端804的位置倾向于具有比沿长度L靠近第一端804的位置更多的散热片。例如，在第一端802处或附近存在2个散热片，而在第二端804处或附近存在6个散热片。相应地，散热片810在靠近第二端804处提供相对于第一端802更大的传热能力，以沿长度L提供更一致的或更均匀的温度。

可替代地或另外地，散热片可以具有沿转子组件的长度可变的传导率。图9提供了可以在各种实施例中使用的散热片的另一个示例的侧视图。如图9中所看到的，转子组件900包括散热片910(可以围绕壳体的一部分分布多个散热片；然而，为了展示清楚和便于展示起见，在图9中仅仅示出一个散热片910)，该散热片910沿转子组件900的长度L从第一端902延伸朝向第二端904。在所示的实施例中，初始地在靠近第一端902处接收冷却空气，该冷却空气沿长度L朝第二端行进，并随着该冷却空气朝第二端904行进而变热(通过将热量从转子组件900移除)。相应地，相比那些靠近第一端902的检测器单元，被定位为靠近第二端904的检测器单元倾向于处于更高的温度下。通过在靠近第二端904处提供增加的传热和/或在靠近第一端702处提供减少的传热，可以向转子组件900的沿长度L被设置在不同位置处的各种检测器提供更一致的或更均匀的温度。

在图9中所描绘的示例中，经由散热片910的热导率沿转子组件900的长度L的可变性来提供传热能力的可变性。如图9中所看到的，散热片910从转子组件900的壳体908的外表面906延伸。散热片910具有可变的热导率，该可变的热导率在靠近第一端902(在该第一端902处冷却空气流具有相对较低的温度)处较小，该可变的热导率在靠近第二端804(在该第二端处冷却空气流具有相对较高的温度)处较大。通过使用不同材料构造散热片910来提供所示的实施例中的可变传导率。在所示的实施例中，散热片910包括具有相对较低的热导率的第一材料的第一部分912和具有相对较高的热导率的第二材料的第二部分914。随着距第一端902的距离增加，组成散热片910的第一材料的比例相对于第二材料沿着长度L变低(并且类似地，组成散热片910的第二材料的比例随着距第一端902的距离增加而沿长度L变高)。散热片910的热导率相应地沿长度L朝向第二端904增加，因为第二材料具有相比于第一材料要高的热导率。相应地，散热片910在靠近第二端904处相对于第一端902具有较大的传热能力以提供沿长度L的更一致的或更均匀的温度。

可注意到，随着温度变化(和/或因为其他原因)，检测器的性能可能变化。例如，检测器所检测到的能量可能随着检测器的温度(例如，检测器中的CZT的温度)变化而改变。相应地，在各种实施例中，在上文中所讨论的方面之外地或可替代地，例如，结合将靠近检测器处的温度维持在所希望的范围内，还可解决检测器性能的潜在的变化。因为性能可基于每个像素变化，所以在各种实施例中，基于每个像素来分析来自检测器的信号。例如，可对每个像素进行校准以使得可以利用针对特定的像素单独定制的信号处理特性来处理来自每个像素的信息。例如，可使用对应的窗口和阈值来针对每个像素进行读取和计数，其中窗口或阈值中的至少一个是针对单个像素定制的。仍进一步，如下文中所讨论的，可在成像期间或在另一个时间段上调整针对单个像素的窗口或阈值中的至少一个(例如，以解决检测器性能随时间的变化和/或以解决温度的变化)。

图10描绘了根据各种实施例形成的示例像素化检测器190的示意图。一个或多个像素化检测器190可以用于例如提供用于给定的辐射检测器头组件115的检测器。如图10中所看到的，像素化检测器190包括四个像素192a、192b、192c、192d。可注意到，为了便于描绘和描绘清楚起见，在图10中仅示出四个像素；然而，可在各种实施例中利用更多的像素。例如，在一些实施例中，像素化检测器190可以包括例如64×64个像素的阵列。在一些实施例中，每个检测器包括毗邻的检测器模块的阵列，其中每个检测器模块包括16×16个像素的阵列。进一步地，在本发明的一些示例性实施例中，每个检测器包括毗邻的检测器模块的2D阵列。例如，小视场(FOV)检测器可以具有4×5个模块的阵列并且大FOV检测器可以具有10×14个模块的阵列。在一些实施例中，每个检测器包括毗邻的检测器模块的1D阵列，例如1×7个像素的阵列。如图10中所看到的，所述像素中的每一个像素单独地通信耦合至处理单元120(例如，经由专用信道耦合至处理单元120)。相应地，可以由处理单元120单独地处理从每个像素接收到的信号或信息。

在各种实施例中，可以基于每个像素单独地定制用于从像素所提供的信息中生成事件计数的信号处理特性。图11展示了使用像素所提供的信息的示例信号(或光谱)1100。所示的示例表示使用在140KeV处具有单个能量峰值的Tc99m放射源。信号1100被配置为计数密度的曲线(计数/KeV)。因此，对于给定的像素，可将所有检测到的事件提供给处理单元并且由信号110来描述所有检测到的事件。如图11中所看到的，信号1100包括前沿1112，该前沿1112通往峰值1114。在高于峰值1114的能级处，计数的数目在拖尾部分1116处减少。能量“拖尾”1199是由效应的组合造成的，该效应的组合包括以下效应：1)源内、源的壳体内以及位于检测器内的结构(例如，盖)内的辐射的康普顿散射。该效应可以被估计、模拟或者测量。2)检测器不完整的电荷收集和其他缺陷。3)两个相邻像素之间的电荷共享或检测器晶体内的康普顿散射。可以像例如题为“SYSTEMS AND METHODS FOR SORTING AND SUMMINGSIGNALS FROM AN IMAGING DETECTOR(用于对来自成像检测器的信号进行分类和求和的系统以及方法)”美国专利申请公开号2016/0169737中所详细描述的那样，对造成信号被分到两个邻近的像素之间的电荷共享效应进行校正，该申请通过引用以其全文被并入本文中。在没有拖尾1199的情况下，光谱将呈现出沿虚线1198延续的单个几乎对称的峰。可以在传统的NaI检测器中看到这样的峰形。

可以使用各种信号处理特性来确定使用信号1100(或像素所提供的信息)的哪一部分来提供可用于重构图像的计数(例如，与其他像素和/或其他检测器所提供的计数相结合来重构图像)。如图11中所看到的，窗口1120包括下边界1122和上边界1124，该下边界1122和上边界1124限定了对应的宽度1126。峰值1114被设置在窗口1120内。通常，可以认为窗口1120内的计数是被计数用于图像重构的事件，将窗口1120以外的计数舍弃掉。各种实施例中的窗口1120可以是不对称的，峰值1114不位于窗口1120的中心。对于单峰同位素，上能量窗口边界1124的位置可能相对而言不重要，只要其位于足够高的能级以避免拒绝属于峰值1114的大部分事件；然而，当使用多峰同位素或采集到多同位素图像时，较高峰值的尾部可能落入较低峰值的接受窗口内，在该情况下可能产生可造成图像噪声、图像失真和/或伪影的错误事件。相应地，在这样的情况下，希望在尽可能低的能量下维持高的能量窗口边界1124，即使牺牲小百分比(例如，1％)的峰值中的事件。通常，在各种实施例中，可以将上能量窗口边界1124设定为使得峰值的计数密度可与所有其他较高峰值的拖尾的计数密度相当。该位置或多或少取决于患者体内的散射，但该位置极大程度上取决于峰值的前沿的形状。上能量窗口边界1124的最优位置取决于像素的特性，并且相应地针对每个像素单独地定制该上能量窗口边界1124的最优位置是有益的。

下能量窗口边界1122的最优位置也取决于像素的特性(并且在一定程度上取决于患者体内的散射)，并且相应地针对每个像素单独地定制该下能量窗口边界1122的最优位置是有益的。通常，在各种实施例中，可以将下能量窗口边界1122设定为使得峰值的计数密度可与拖尾的计数密度相当。设定下能量窗口边界1122的一种方式是：估计峰值的后沿1198达到与其最高水平相比预定的低值(例如10％)处的能量。可替代地，设定下能量窗口边界1122的另一个示例方法是：估计下能量窗口边界1122的能量，该下能量窗口边界1122的能量使能量窗口中的总计数占在峰值能量的90％处设定的能量窗口中的计数的预定百分比A(例如，A＝95％)。这有效地将像素的相对灵敏度设定为现有技术相机中使用的灵敏度的95％，其中下能量窗口边界被设定在峰值能量-10％处并且上能量窗口边界被设定在峰值能量+10％处(例如，对于具有140KeV峰值的Tc99m同位素，能量窗口是126到154KeV)。优选地在最小散射和最小拖尾的情况下完成这样的测量，因此需要具有最小散射的放射源。然而，如结合图17讨论的那样，这样的源不是轻易可获得的。具体地，难以产生这样的源以用于与所安装的准直器一起使用，因为需要薄的泛面源(flood)。

一旦针对特定的像素和特定的同位素确定了下能量窗口边界1122和上能量窗口边界1124，则可以能量的简单移位对用于其他同位素的下能量窗口边界1122和上能量窗口边界1124进行缩放。例如，对于针对140KeV源的调整，如果特定像素在116KeV处具有下能量窗口边界1122并在125.5KeV处具有上能量窗口边界1124(例如，对于钴(122KeV-5％+3％))，则可以通过将18KeV加到每个边界上以考虑到两个峰值的位置之间的18KeV(140-122＝18)的差值来设定给定的像素的边界。任选地，可以通过实验分别地校准每个峰值。进一步任选地，可以通过实验分别地校准一些峰值，并且使用经实验校准的峰值的结果来通过内插或外插对其他峰值进行校准。可注意到，通常具有较高的能量的峰值由于统计噪声和电子噪声相对较小而倾向于具有较窄的峰值。

可注意到，本文中所公开的各种实施例使用基本上比现有方法要窄的能量窗口(至少对于大部分像素来说)。作为结果，校准的稳定性相对而言更重要，因为峰值的移位可倾向于导致损失落在较窄的能量窗口之外的事件。由此，相比使用相对较宽窗口(+/-10％)的相机而言，温度稳定化相对更有益。

可注意到，在较低的能级处，噪声可提供较高数目的计数，如果将较低的能量计数中的每一个能量计数单独地记录并包括为例如信号1110的一部分的话，则该较高数目的计数可能压垮系统的处理能力。因此，阈值被设定。不记录或不进一步地处理具有阈值以下能量的事件，同时可记录和分析具有满足阈值的能量的事件以确定事件是否落在窗口1120内并且是要被计数的(例如以用于图像重构)。在一些实施例中，可对窗口1120内的事件进行计数以作为特定像素的事件，同时可以与来自一个或多个相邻像素的信息相结合地对具有比窗口1120的下边界1122的能级低的能量的事件进行考虑，以确定是否存在与一个或多个相邻像素之间的电荷共享事件。各种实施例将阈值设定为单独地对于每个像素而言最低可能的或最低实用的值，以允许在避免拒绝过多量的像素的同时改进对低能量分割事件或低能量共享事件(例如，在像素之间共享的事件)的计数。

例如，在所示的实施例中，示出了信号的两个低能量部分——即对应于相对较低噪声水平像素的低能量部分的第一低能量部分1160以及噪声更高的像素的第二低能量部分1170。在不存在源的情况下，低能量噪声1160和1170将分别沿虚线1160’和1170’延续，如图11中所看到的那样。在所示的实施例中，可通过对于信号的低能量部分保持最大数目的计数(例如，保持在7000个计数(例如每一预定时间段7000个计数，诸如每秒7000个计数))来满足所希望的检测器性能和处理能力。相应地，可以将针对具有第一低能量部分1160的像素的阈值1130设定为约25KeV。然而，第二低能量部分1170在约25KeV处具有远多于7000个计数。为了将第二低能量部分1170保持在更实用的限制内，将对应于第二低能量的针对第二像素的阈值1132设定为约50KeV。因此，可在将计数的总数目保持在实用的水平内的同时针对每个像素检测最大数目的低能量事件，并且不拒绝过大数目的像素，拒绝过大数目的像素将对制造良率和/或成本产生不利的影响。为了分割事件校正(例如，诸如可以在美国专利申请公开号20160169737中看到的那样)尽可能有效地起作用，分割事件的两个部分都要检测。即，两个相邻像素中的分割事件的两个部分必须高于像素的阈值(其中分割事件的部分被检测)。否则，将检测不到分割事件的部分中的至少一个部分，并且事件将不会恢复。为了分割事件校正高效地进行，应该根据每个像素的噪声水平将阈值设定为在每个像素中尽可能地低而不压垮计数速率能力。可注意到，利用现代计算机，例如如果使用并行处理和数据信道，则可以得到非常高的速率。可以通过注意数据速率的最低瓶颈并以像素数目划分数据速率来估计每一像素的最大速率。可注意到，出人意料的是，在临床成像期间，“错误”(随机噪声)事件的数目可能大大(甚至是数量级地)高于峰值中的事件的数目，而没有对图像质量产生负面影响。这是因为这样的噪声事件可位于远低于能量窗口1120的下能量边界1122的能量处。

可注意到，图11中所看到的图表是在能量校正之后(例如，在根据每个像素的能量校正参数于处理单元1050内校正能量之后)绘制的。在一些实施例中，为了校正能量，可以执行线性校正，使用以下校正函数来将事件的能量与信号相关联：能量＝(信号-偏移)*增益，其中，该增益和该偏移是特定于每个像素的(在一些实施例中，可使用二次函数)。然而，可以在模块内对未经校正的信号完成阈值处理。相应地，针对所有像素设定用于阈值的单个统一值可造成每个像素就真实(经校正的)事件能量而言具有不同的(并且或多或少无法预测的)阈值。

这是对于每个像素单独设定阈值的益处的又一个示例。在一些实施例中，可以针对每个像素来确定阈值设定值与实际经校正的能量阈值之间的关系。随后针对每个像素设定所希望的经校正的能量阈值的阈值设定值。通过将检测器暴露于连续光谱源、测量计数密度图表、和任选地在一个或多个阈值设定值处重复测量，可以针对每个像素来确定测量阈值设定值与实际经校正的能量阈值之间的关系。可以通过将具有高散射性质(例如一个体积的水或甚至是几堆纸或塑料板)的对象放置在源与检测器之间来容易地获得连续光谱源。

图15示出了方法1500的流程图。可以通过一个或多个处理器执行存储在存储器中的程序指令来实现图15的操作。例如，方法1500可以采用本文讨论的各种实施例(例如，系统和/或方法)的诸结构或方面。在各种实施例中，某些步骤(或操作)可被省略或添加，某些步骤可被组合，某些步骤可被同时执行，某些步骤可被协调地执行，某些步骤可被分成多个操作，某些步骤可以以不同的顺序执行，或者某些步骤或一系列步骤可以以迭代方式反复执行。在各种实施例中，方法1500的部分、方面和/或变形可以用作一个或多个算法来指导硬件执行本文描述的一个或多个操作。应注意，根据本文的实施例，可以使用其他方法。

在1502处，激活像素化检测器的像素。像素例如可以不被暴露于辐射源，并且来自像素的事件可被读取。在没有辐射源的情况下，所读取的或检测到的事件可被理解为是噪声。实际上，所遇到的很多噪声驻留在较低的能级(例如，大幅低于在医学成像期间所遇到的峰值能级的能级)处。

在1504处，确定计数。例如，按时间对检测器所检测到的计数的数目进行计数和分析(例如，计数/秒)。在框1506处，确定阈值。在所描绘的实施例中，将阈值确定成使得不超过计数的最大数目。在1508处，将针对像素的阈值设定为1506处所确定的水平。可以针对检测器的每个像素重复该过程，确定和实现针对每个像素的单独阈值。在一些实施例中，可以针对给定的像素周期性地重复阈值设定过程，或如果在稍后的时间确定在像素的低能量处的计数的最大数目超过1506处所使用的计数的最大数目(例如，是由像素中的物理变化引起的)，则重复该阈值设定过程。

回到图11，峰值1114的特定位置(例如，计数的最高数目)取决于正被检测的同位素以及像素特性。例如，对于给定的同位素，标称峰值能量值可以是140kEv。然而，一些像素可能在120kEv处提供峰值，一些像素可能在140kEv处提供峰值，一些像素可能在160kEv处提供峰值，而另一些像素可能在其他值处提供峰值。进一步地，一些像素可以在峰值的周围提供相对较窄的升高计数带，而其他像素在峰值的周围提供相对较宽的升高计数带。

如本文中所讨论的，可以基于每个像素来单独定制信号处理特性(例如，窗口位置和/或宽度、阈值位置)。由于像素彼此不同，与例如针对所有的像素使用相同窗口和阈值的常规方法相比，这样的定制提供了改进的准确度和可靠性，同时还增加了像素的良率(例如，减少拒绝像素)。可注意到，可以将像素特性单独定制为初始的(和/或周期性地被执行的)校准过程的一部分和/或定制为成像期间所进行的调整的一部分(例如，由于温度变化所引起的像素性能的变化而导致的)。

根据先前的方法，针对所有的像素设定一个阈值水平。这样的阈值水平被设定使得其远低于相机中所使用的能量窗口1120的下能量边界1122。一旦设定了阈值水平，测量针对所有能量的在不存在辐射源的情况下的计数速率(暗速率)。将允许的暗计数速率的上水平设定为大大低于临床成像期间预期的速率，例如低于每分钟几个计数或者甚至低于每分钟一个计数。可将具有比允许的暗计数速率高的暗计数速率的每个像素标注为“有缺陷的”并且将该像素关闭。然而，图像质量随着对图像数据没有贡献的有缺陷的像素的数目而下降。如果对于给定的模块而言超过预设数量(例如，3)的像素是有缺陷的，则将该模块标注为有缺陷的并更换该模块。对模块的这样的更换和/或像素的去活对图像质量和/或制造成本有着不利的影响(例如，由于被拒绝的模块所造成的降低的良率而导致的)。然而，本文中所公开的各种实施例改变了对有缺陷的像素进行限定的方式。根据各种实施例，将取决于同位素的有效的暗计数速率限定为能量窗口(该能量窗口被限定在所使用的同位素的像素中)中的每秒的计数的数目。如果取决于同位素的有效的暗计数速率高于给定的临床成像会话中的能量窗口内所预期的速率的预定比例(例如5％)，则认为像素是有缺陷的。相应地，被认为对于低能量同位素而言是“有缺陷”的那些像素对于对高能量同位素进行成像而言可能是有用的。同样，被认为对于低速率成像应用而言是“有缺陷”的那些像素对于对高速率成像应用进行成像而言可能是有用的。

例如，处理单元120可以被配置为基于处理能力来针对每个像素设定阈值。可以将阈值的设定作为初始设置校准的一部分或者作为周期性地被执行的校准的一部分来执行，以解决检测器性能的任何变化。例如，可以基于处理单元120的处理能力调整每个像素的阈值以提供被记录的或被分析的计数的总数。可以将在较低能级处经历较多噪声的像素的阈值设定成相对较高，同时可以在较低能级处经历较少噪声的像素的阈值设定成相对较低。相应地，可以将较高的阈值提供给噪声多的像素，以在仍允许使用噪声多的像素而非拒绝或忽略噪声多的像素的同时减少噪声，同时可以将较低的阈值提供给噪声较低的像素，以允许在可用于对分割的电荷或共享的电荷进行计数的较低能级处读取计数。

可以基于由特定像素生成的信号和整体系统处理能力来确定针对每个像素的阈值。通过示例的方式，对于可以在给定的时间段上处理X个总计数并且具有Y个像素的系统，可以将针对给定像素的在该时间段上的计数的数目限定为：“允许的计数”＝X/(Y*Z)，其中Z是安全因子。例如，使用2的安全因子有助于将可能的计数的总数目限制至系统能力的一半。可以随后单独地设定针对每个像素的阈值以在相关的时间段上提供上文中所确定的“允许的计数”。可以将阈值的设定作为初始设置校准的一部分或者作为周期性地被执行的校准的一部分来执行，以解决检测器性能的任何变化。

作为另一个示例，处理单元120可以被配置为基于像素的特性来针对每个像素设定窗口。可以基于每个像素的测得的或经校准的特性来设定窗口的上边界和下边界的位置和/或宽度。例如，可以将已知的辐射暴露(例如，钴泛面源)暴露给检测器，响应于已知源来分析每个像素以测量单独的像素。

过去设置窗口的方法通常是将上边界和下边界设定在是峰值或预期峰值的固定百分比的能级处(例如，下边界位于从峰值-10％的能级处，以及上边界位于从峰值+10％的能级处)。相较而言，本文中所讨论的各种实施例基于单独像素的特性来设定窗口边界，以更好地追踪和表示真实的信号和/或提供用于峰值的移动(例如，由于温度变化而导致的峰值移动)的附加的灵活性。

通过示例的方式，可以将窗口的上边界的位置设定成排除在最高的被记录的能量处的经设定的百分比的总计数。随后，可以将窗口的下边界设定成提供用于低于峰值的能量的相当的灵敏度。可以将窗口宽度设定为包括在阈值以上获得的总计数的预定百分比。例如，在一些实施例中，可将窗口宽度设定为包括高于阈值的计数的95％。例如，可将上边界设定为排除高于阈值的计数的最高的那3％。随后可将下边界设定为排除高于阈值的计数的最低的那2％。作为另一个示例，可以将下边界设定在距峰值的一定距离处，该距离对应于峰值与上边界的距离。在利用对称窗口的示例中，从下边界到峰值的距离可以与从上边界到峰值的距离相同，而在使用不对称窗口的示例中，从下边界到峰值的距离可以与从上边界到峰值的距离不同。可以通过对来自测得的信号的已知像素响应进行去卷积来获得用于校准的信号。作为另一示例，窗口的上边界可以被设定在峰值的给定百分比处(例如，上边界被设定在信号具有比峰值要高的能量并且在计数的峰值数目的3％处的地方)。类似地，窗口的下边界可以被设定在峰值的给定百分比处(例如，下边界被设定在信号具有比峰值要低的能量并且在计数的峰值数目的33％处的地方)。如本文中所讨论的，可以将窗口设定为包括相对于基线或标准的预定数目的计数，例如，如与图16相结合地描述的那样。

图16示出了方法1600的流程图。可以通过一个或多个处理器执行存储在存储器中的程序指令来实现图16的操作。例如，方法1600可以采用本文讨论的各种实施例(例如，系统和/或方法)的诸结构或方面。在各种实施例中，某些步骤(或操作)可被省略或添加，某些步骤可被组合，某些步骤可被同时执行，某些步骤可被协调地执行，某些步骤可被分成多个操作，某些步骤可以以不同的顺序执行，或者某些步骤或一系列步骤可以以迭代方式反复执行。在各种实施例中，方法1600的部分、方面和/或变形可以用作一个或多个算法来指导硬件执行本文描述的一个或多个操作。应注意，根据本文的实施例，可以使用其他方法。

在1602处，收集针对像素的计数。通常，作为成像过程的一部分来收集该计数，其中要成像的对象(例如，人类患者)已被给药成像放射性药物。

在1604处，确定计数的目标数目。例如，计数的目标数目可以对应于在从1602收集的计数所产生的信号(例如，信号1100)下的面积。例如，可以通过确定当使用具有预定形状的预定窗口(例如，下边界位于峰值能量-10％处且上边界位于峰值能量+10％处)时存在的计数的数目来限定计数的基数(或窗口内的信号曲线下的目标面积)。随后，计数的目标数目是预定窗口的基数计数的一个百分比(例如，预定窗口的计数的90％、预定窗口的计数的95％、预定窗口的计数的98％、或预定窗口的计数的100％以及其他)。随后可以设定窗口以例如提供包括了计数的目标数目的可能的最窄窗口。

在所描绘的实施例中，在1606处，确定上窗口。例如，可以将上窗口安置在与峰值能量的预定百分比(例如，3％或5％以及其他)对应的能量处。作为另一个示例，可将上窗口安置在与对应于峰值计数的一个百分比的计数数目(例如，1％、2％或5％以及其他)对应的能级处。

在1608处，在已知计数的目标数目并且确定窗口的上边界的情况下，基于计数的目标数目来确定窗口的下边界。例如，可以将窗口的下边界确定成与窗口的上边界协作地提供计数的目标数目。在一些实施例中，可以首先设定窗口的下边界(例如，对应于峰值能量值的预定百分比或计数的峰值数目的预定百分比)，随后将上边界确定成与下边界协作地提供计数的目标数目。可以针对每个像素执行结合图16进行的过程，并且可以周期性地或连续地重新执行该过程。

在各种实施例中，处理单元120可以被配置为针对至少一个像素调整信号处理特性(例如，阈值、窗口设置)。例如，可以在成像期间进行调整。作为另一个示例，可以作为周期性校准过程或预定校准过程的一部分来进行所述调整。在一些实施例中，可以基于测得的外部条件(例如，温度或温度变化)来进行所述调整。在一些实施例中，可以基于由给定的像素提供的信息来进行所述调整(例如，基于像素所提供的信息移动信号(例如，信号1100)的一部分)。

例如，在一些实施例中，为了解决像素性能的变化，处理单元120可以基于由像素产生的信号或光谱1100的前沿1112来调整窗口1120。例如，可以将前沿1112限定为位于峰值1114的高度的预定义部分(例如，峰值1114的高度的1/3)处的高度。随后，如果与前沿1112的位置对应的能级随时间改变，则用于处理来自像素的信号的窗口1120的位置可以改变相应的量。例如，可以将下边界1122和上边界1124调整与前沿1112已从先前位置移动的量相同的量。相应地，如果前沿1112移动到更高的能量(例如，由于温度的升高)处，则可以调整窗口1120以限定更高的能量范围。或者，如果前沿1112移动到更低的能量(例如，由于温度的升高)处，则可调整窗口1120以限定更低的能量范围。信号的前沿或上升沿可以有益地用于各种实施例中，因为上升沿可以不受散射影响。可以将用于识别前沿的计数的数目选择成高于由于散射而可能遇到的计数的数目。在其他实施例中，可以使用信号1100的其他特征(例如，峰值位置)来确定调整。另外地或可替代地，除了窗口位置(例如，窗口中心的位置)之外，还可以调整窗口1120的宽度1126。

作为另一个示例，在一些实施例中，为了解决由于可测量的外部条件引起的像素性能的变化，可以基于所感测的或经确定的外部条件(诸如所感测的温度)来调整窗口。例如，在校准过程期间，每个像素可能经受不同的温度，温度对由像素输出的信号或信息的影响被分析以确定温度变化对信号特征(例如，峰值位置和/或对应的窗口宽度)的影响。相应地，可以针对每个像素确定温度与一个或多个窗口特征(例如，上边界和下边界的位置)之间的预定关系。随后，在成像期间，可以将与每个像素所经历的温度有关的信息提供给处理单元120。例如，与每个像素相关联的温度传感器可以感测给定像素附近的温度，向处理单元120提供温度信息，随后，作为响应，处理单元120可以基于温度和窗口特征之间的预定关系来将用于分析来自给定像素的信息的窗口调整一适当量。在一些实施例中，可以使用由被设置在特定辐射检测器头组件上的专用温度传感器感测的温度来调整每个单独的辐射检测器头组件的(一个或多个)检测器的像素。

图12示出了方法1200的流程图。可以通过一个或多个处理器执行存储在存储器中的程序指令来实现图12的操作。例如，方法1200可以采用本文讨论的各种实施例(例如，系统和/或方法)(诸如系统100)的诸结构或方面。在各种实施例中，某些步骤(或操作)可被省略或添加，某些步骤可被组合，某些步骤可被同时执行，某些步骤可被协调地执行，某些步骤可被分成多个操作，某些步骤可以以不同的顺序执行，或者某些步骤或一系列步骤可以以迭代方式反复执行。在各种实施例中，方法1200的部分、方面和/或变形可以用作一个或多个算法来指导硬件(例如，处理单元120)执行本文描述的一个或多个操作。应注意，根据本文的实施例，可以使用其他方法。

在1202处，对要被成像的对象进行定位。该对象可以是人类患者或人类患者的一部分。各种实施例中，对象被安置在具有多个检测器组件(例如，辐射检测器头组件115)的成像检测器的台架中，该多个检测器组件具有像素化检测器。

在1204处，使用像素化检测器来采集辐射事件。在所描绘的实施例中，单独地读取每个像素。例如，每个像素可以具有将像素耦合至一个或多个处理单元的分开的专用信道。辐射对检测器的影响导致被发送到一个或多个处理器的电信号，从而采集辐射事件。当采集辐射事件时，事件可以通过其被检测到的能量来表征，以提供与针对能级所绘制的计数的总数目对应的信号。满足阈值的事件可被保留以用于进一步的处理和/或考虑，而不满足阈值的事件可以不被记录或保留。

在1206处，利用处理单元(例如，处理单元120)，对像素化检测器所采集的事件进行计数。基于每个像素对事件进行计数，其结果用于重构图像。例如，可以使用针对给定像素的给定时间段内的计数的数目来确定与特定像素对应的图像的一部分的外观。落在预定义窗口内的事件(例如，围绕信号中的峰值分布的一能量范围)可以被计为用于图像重构的真事件，而落在预定义窗口之外的事件被丢弃或不被计为真事件并且不用于图像重构。(可注意到，在利用电荷共享计数技术的实施例中，可以将落在相邻像素的窗口之外的事件视情况进行组合并且可以将落在相邻像素的窗口之外的事件计为像素之间的联合或共享事件)。在所示的实施例中，阈值或窗口中的至少一个是针对每个像素单独定制的。例如，考虑到像素中的低能量噪声的变化(例如，以防止处理能力被大量低能量噪声压垮，同时仍提供对低能量事件进行计数的能力，例如，作为电荷共享计数技术的一部分)，每个像素可以具有单独设定的(例如，作为校准过程的一部分)阈值。作为另一示例，为了考虑像素之间的变化(例如，峰值位置的变化和/或计数相对能量的光谱或信号的宽度或陡度的变化)，可以针对每个窗口单独设定窗口(例如，上边界的位置、下边界的位置)。可注意到，例如由于温度的变化，或者由于检测器随时间的变化，像素特性(例如，由辐射事件产生的能级)可能变化。相应地，在各种实施例中，可以改变或调整信号处理特性(例如，阈值，窗口)以考虑变化。在一些实施例中，可以基于每个像素来进行改变或调整。

在所示的实施例中，在1208处，针对至少一个像素对窗口或阈值中的至少一个进行调整。在一些实施例中，调整发生在成像期间。可替代地或另外地，可以在成像系统未被使用或不扫描患者时进行调整。例如，作为定期校准(例如，每晚校准、每周校准、每月校准)的一部分，可使用来自一个或多个扫描的信息来跟踪由像素产生的信号中的趋势(例如，低水平噪声的量、信号的上升沿或前沿的位置)并进行适当的调整。在各种实施例中，可以单独调整每个像素的信号处理特性。作为另一个示例，可以基于应用类型(例如，高灵敏度对高分辨率)、器官类型和/或患者尺寸等来调整信号处理特性。例如，可以将第一窗口限定用于灵敏度相对更重要的高灵敏度应用，并且将第二窗口限定用于分辨率相对更重要的高分辨率。

可注意到，使用相对较窄的能量有利于拒绝散射辐射。然而，能量窗口越窄则灵敏度越低，因为一些直接辐射也可能被拒绝。此外，圆顶诊断图像比其他图像更容易受到散射辐射的影响。例如，当试图定位器官中的“孔洞”或“冷点”(诸如保留有放射性药物的器官中的无活力或不健康的部分)时，来自周围组织的散射辐射可能被散射到图像的位置中，这掩盖了较低的活动异常。在这种情况下，使用窄能量窗口有助于提供更好的对比度和更好的图像。另一方面，当试图在低辐射水平的背景中定位小峰值和弱“热点”(诸如活跃的恶性转移性病变)时，使用稍宽的窗口可以是有用的。一旦测量到并保留每个像素的能谱，就可以定义新的能量窗口，而不需要对用于产生能谱的数据采集进行重复。相应地，在各种实施例中，基于诊断成像过程的类型来选择、改变和/或调整能量窗口(和/或诸如阈值之类的其他像素操作参数)。

可注意到，可以基于观察到的信号特性(例如，由给定像素产生的信号中的趋势或变化)和/或基于测量到的外部条件来调整阈值和/或窗口。例如，在所示的实施例中，在1210处，基于由给定像素产生的对应光谱或信号(例如，信号1100)的前沿来调整窗口。可以针对成像系统的所有像素或其一部分单独进行调整。作为另一个示例，在所示的实施例中，在1212处，基于感测到的温度来调整窗口。例如，可以校准每个像素以获得限定像素对温度变化的响应的预定义关系。在观察到温度改变(例如，经由与像素相关联的温度传感器)时，可以基于预定义的关系来调整窗口。附加地或替代地，可以基于温度变化来调整阈值。

当对患者进行成像时，辐射的大部分经历了小角度康普顿散射，并且计数密度图可以呈现为大致类似于图11的虚线1197。然而，峰值1114的前沿可能仅受到轻微影响，并且可以被用于验证峰值的位置。这样的对峰值位置的确定需要大量的计数，并且可能在大量的采集时间之后完成。在各种实施例中，在诊断采集期间将事件存储在事件列表中，每个事件(至少)与其相对应的像素索引和能量相关联。在已累积了足够的事件之后——在采集期间、在采集结束之后、或甚至在几次采集之后——可以确定前沿的位置。如果峰值位置已经移位到足以导致图像劣化，则可以调整能量窗口并且根据新的能量窗口重新分析列表中的事件。任选地，可以周期性地(例如在一天结束时)使用校准源来验证校准是足够准确的。如果校准不够准确，则可调整能量窗口，并根据新的能量窗口重新分析列表中的事件。

可以注意到，即使在对注射有多峰同位素或多种同位素的患者进行成像时，也可以容易地分析具有最高能量的峰的前沿，因为该前沿不受其他峰的影响。任选地，可以准确地确定低能量峰的前沿的位置。

在1213处，确定是否继续进行扫描或是否要采集更多的事件。如果是，则方法1200可返回到1204处以使用1208的调整来采集附加的事件。如果没有更多成像信息要采集，则方法1200前进到1214。

在1214处，重构图像。例如，一个或多个处理器(例如，处理单元120)可以利用每像素所确定的计数来重构图像。例如，可使用针对给定的像素计数的真事件来确定与该特定的像素对应的图像的一部分的外观(例如，形状或颜色)。

可注意到，作为校准过程或重新校准过程的一部分，可以使用对像素的真实能量响应的了解来认证像素的资格并用于在成像期间针对像素来正确地设定能量窗口。为了测量真实能量响应，可采用纯单峰源；然而，可能难以在现场获取和/或使用这样的源。例如可在现场使用的钴具有两个峰。在各种实施例中，可通过利用源的已知真实光谱计算去卷积过程来获取像素的能量响应。参考图17，假设能量响应函数对于不同峰值能量保持基本相似且响应随着不同的峰值能级而移位，则可以对测量到的信号1700(例如，来自诸如钴的2峰值校准源)进行去卷积以恢复用于校准的单个能量源曲线。在图17中，测量到的信号1700可以被理解为用像素的能量响应对钴的已知发射进行卷积的结果。在图17中，对测量到的信号1700的贡献包括第一钴峰1710、第二峰1720、第一峰1710的第一散射1730、以及第二峰1720的第二散射1740。通过用辐射源的已知发射(例如，第一钴峰1710、第二峰1720、第一峰1710的第一散射1730、以及第二散射1720的第二散射1740)对测量到的信号1700进行去卷积，可以确定像素的能量响应并将该能量响应用于校准。可以根据上面结合图11讨论的过程来执行校准的一个或多个方面，其中去卷积的结果被用于代替测量到的光谱。通常，第一峰1710和第二峰1720的贡献是公知的，并且可以使用高分辨率检测器(例如，经冷却的Ge检测器)来测量一次第一峰1710的第一散射1730和第二峰1720的第二散射1740的贡献，或针对特定类型的校准源估计第一峰1710的第一散射1730和第二峰1720的第二散射1740的贡献。

在伽玛相机中，所采集的图像可以经历灵敏度校正校准，以考虑到每个像素的尺寸和灵敏度的可变性以及准直器孔的可变性。根据各种实施例，可以针对所使用的实际能量窗口来校准灵敏度。因此，如果使用钴源，则可以在灵敏度校准之前执行用于校准的去卷积过程。类似地，如果对于特定类型的成像对阈值进行重新调整或者关闭特定像素，则可对所述特定像素及其相邻像素的灵敏度进行调整，因为分割校正算法的效率将受到影响。相应地，在各种实施例中，可以基于所使用的能量窗口来调整灵敏度校准，而不需要对用于生成能谱的数据采集进行重复。

可以注意到，在一些实施例中，可以使用来自位于后处理阶段的一个或多个扫描的列表模式数据来执行周期性校准或周期性调整，以确认和/或更新窗口设定。由图18提供包括了对窗口设定进行采集后调整的方法的示例。

图18示出了方法1800的流程图。可以通过一个或多个处理器执行存储在存储器中的程序指令来实现图18的操作。例如，方法1800可以采用本文讨论的各种实施例(例如，系统和/或方法)的诸结构或方面。在各种实施例中，某些步骤(或操作)可被省略或添加，某些步骤可被组合，某些步骤可被同时执行，某些步骤可被协调地执行，某些步骤可被分成多个操作，某些步骤可以以不同的顺序执行，或者某些步骤或一系列步骤可以以迭代方式反复执行。在各种实施例中，方法1800的部分、方面和/或变形可以用作一个或多个算法来指导硬件执行本文描述的一个或多个操作。应注意，根据本文的实施例，可以使用其他方法。

在1802处，采集扫描信息。可以例如利用包含多个检测器头的扫描系统来采集信息，该多个检测器头被配置为检测来自对象(例如，已被给药了放射性成像药物的人类患者)的辐射。

在1804处，终止扫描。例如，在所希望的时间段之后，或者在已经采集到所期望的数目的计数之后，可以使检测器头去活并且将对象从扫描系统移除。

在1806处，在已经将扫描终止的某一时间点处，对扫描信息进行分析。例如可在列表模式中对扫描信息进行分析。通常，对扫描信息进行分析以识别和调整与放射性同位素的一个或多个峰值对应的观察到的能级中的任何移动。

在1808处，调整用于分析成像数据的窗口(例如，窗口1120)。例如，可以基于通往峰值的信号的上升沿或前沿的移位或变化来调整窗口。通过在1808处调整窗口，各种实施例提供了对能量窗口位置的采集后故障安全检查或者备份，以确保准确的峰值跟踪。可以基于每个像素来调整窗口。如果对于给定的像素，峰值保持在窗口内或窗口的期望部分内，则不需要进行调整。然而，对于其中峰值不保留在窗口或窗口的所希望的部分内的任何像素，可以根据需要来调整窗口以包括峰值。相应地，在各种实施例中，仍可以考虑未被实时地或近实时地由传感器检测到或者未被实时地或近实时地以其他方式解决的峰值变化。可以注意到，对于给定的像素，可以对应于采集期间峰值的变化进行对窗口的多次调整。

在1810处，重构图像。在所描绘的实施例中，使用1082处采集到的扫描信息以及1808处所确定的(一个或多个)窗口调整来重构图像。

可以在医疗成像系统(诸如例如SPECT、SPCT-CT、PET以及PET-CT)中实现上文中所描述的和由图1-12所示出的实施例。可以使用医学成像系统来实现本文中所描述的各种方法和/或系统(和/或各种方法和/或系统的诸方面)。例如，图13是具有多个检测器头组件的NM成像系统1000的示意性图示，该多个检测器头组件被安装在台架上(可以将该多个检测器头组件安装成行、虹膜形状或其他配置，诸如其中可移动检测器载体1016径向朝向患者身体1010对准的这种配置)。应注意到，为了说明性的目的，通过示例的方式提供了图13的布置，并且可以在各种实施例中采用其他布置(例如，检测器布置)。在所示的示例中，将多个成像检测器1002安装至台架1004。在所示的实施例中，成像检测器1002被配置为两个分开的检测器阵列1006和1008，该检测器阵列1006和1008耦合至位于对象1010(例如，患者)上方和下方的台架1004，如图13中所看到的。检测器阵列1006和1008可以直接耦合至台架1004，或者可以经由支撑构件1012耦合至台架1004以允许整个阵列1006和/或1008相对于台架1004的移动(例如，在左方向或右方向上的横向平移移动，如图13中由箭头T所示的那样)。另外，成像检测器1002中的每一个检测器包括检测器单元1014，该检测器单元1014中的至少一些检测器单元被安装到自台架1004延伸的可移动检测器载体1016(例如，支撑臂或致动器，该支撑臂或致动器可以由电机驱动以使其运动)上。在一些实施例中，检测器载体1016允许检测器单元1014朝向对象1010或远离对象1010(诸如线性地)移动。因此，在所示的实施例中，将检测器阵列1006和1008平行地安装在对象1010的上方和下方，并且允许检测器单元1014在一个方向(由箭头L指示)上线性移动，该检测器阵列1006和1008被展示为垂直于支撑构件1012(该支撑构件1012基本上水平地耦合在台架1014上)。然而，如本文中所描述的那样，其他配置和取向是可能的。应该注意到，可移动检测器载体1016可以是允许检测器单元1014相对于支撑构件1012和/或台架1004移动的任何类型的支撑件，该支撑件在各种实施例中允许检测器单元1014线性地移动朝向支撑构件1012和远离支撑构件1012。

各种实施例中的成像检测器1002中的每一个成像检测器小于传统的全身或通用成像检测器。传统的成像检测器可以足够大以一次对患者身体的宽度的大部分或全部进行成像，并且可以具有约50cm或更大的直径或更大的尺寸。相较而言，成像检测器1002中的每一个可以包括一个或多个检测器单元1014，该一个或多个检测器单元1014耦合至相应的检测器载体1016并且具有例如4cm至20cm的尺寸并且可以由镉锌碲化物(CZT)砖(tile)或模块形成。例如，检测器单元1014中的每一个检测器单元可以是8×8cm的尺寸，并且可以由多个CZT像素化模块(未图示)组成。例如，每个模块可以是4×4的尺寸并且具有16×16＝256个像素(像素化阳极)。在一些实施例中，每个检测器单元1014包括多个模块，诸如1×7个模块的阵列。然而，可以构想不同的配置和阵列尺寸，包括例如具有多行模块的检测器单元1014。

应该理解到，成像检测器1002相对于彼此可以具有不同的尺寸和/或形状，诸如方形、矩形、圆形或其他形状。成像检测器1002中的每一个成像检测器的实际视场(FOV)可以与相应的成像检测器的尺寸和形状成正比。

可以将台架1004形成为具有如所示的那样的穿过台架1004的孔径1018(例如，开口或孔)。诸如病床之类的患者台1020被配置有支撑机构(未图示)以在孔径1018内的多个观察位置中的一个或多个观察位置中并且相对于成像检测器1002支撑和搬运对象1010。可替代地，台架1004可以包括多个台架部分(未示出)，该多个台架部分中的每一个台架部分可以独立地移动支撑构件1012或所述成像检测器1002中的一个或多个成像检测器。

台架1004还可以被配置成诸如“C”、“H”和“L”之类的其他形状，并且例如可以围绕对象1010旋转。例如，可将台架1004形成为闭合环形或圆形，或者可将台架1004形成为开放弧形或拱形，这允许在成像时容易接取对象1010并且便于装载和卸载对象1010以及减少一些对象1010所具有的幽闭恐惧症。

可将附加的成像检测器(未示出)定位为形成检测器阵列的行或者对象1010周围的弧形或环形。通过将多个成像检测器1002相对于对象1010定位在多个位置处(诸如沿着成像轴(例如，对象1010的从头到脚的方向))，可以更快地获取特定于更大FOV的图像数据。

成像检测器1002中的每一个成像检测器具有辐射检测面，该辐射检测面被引导朝向对象1010或朝向对象内的感兴趣的区域。

为了便于说明，将图13中的准直器1022(和检测器)描绘为每个检测器头中的单个准直器。任选地，对于采用一个或多个平行孔准直器的实施例，可以构造多孔准直器以与检测器单元1014的像素进行配准，在一个实施例中这些像素是CZT检测器。然而，可以使用其他材料。配准的准直可以通过迫使通过一个孔的光子主要由一个像素收集来改善空间分辨率。另外，配准的准直可以改进像素化检测器的灵敏度和能量响应，因为位于像素边缘附近或两个相邻像素之间的检测器区域可具有下降的灵敏度或下降的能量分辨率或其他性能降级。在像素边缘正上方具有准直器隔片减少了光子撞击这些性能降级位置的机会，却不降低光子通过准直器的总体概率。

控制器单元1030可以控制患者台1020、成像检测器1002(该成像检测器1002可以被配置为一个或多个臂)、台架1004和/或准直器1022(在各种实施例中上述各装置与耦合至其的成像检测器1002一起移动)的移动和定位。在采集之前或采集期间或在不同图像采集之间的一系列运动被设置为维持成像检测器1002中的每一个成像检测器的实际FOV被引导例如朝向或“瞄准”对象1010的特定区域或部位或者沿着整个对象1010。运动可以是在多个方向上的同时的、并发的或顺序的组合运动或复杂运动。

控制器单元1030可以具有台架电机控制器1032、台控制器1034、检测器控制器1036、枢轴控制器1038、以及准直器控制器1040。可以由处理单元1050自动命令控制器1030、1032、1034、1036、1038、1040，可以由操作员手动控制控制器1030、1032、1034、1036、1038、1040，或以上方式的组合。台架电机控制器1032可以相对于对象1010(例如，单独地、以段或子集地、或者在彼此固定的关系中同时地)移动成像检测器1002。例如，在一些实施例中，台架控制器1032可以使成像检测器1002和/或支撑构件1012相对于对象1010移动或围绕对象1010旋转，这可以包括小于或高达180度(或更大)的运动。

台控制器1034可以移动患者台1020以相对于成像检测器1002来定位对象1010。例如，患者台1020可以在上下方向、进出方向和左右方向上移动。检测器控制器1036可以将成像检测器1002中的每一个成像检测器的移动控制成作为一组一起地或单独地移动。在一些实施例中，检测器控制器1036还可以将成像检测器1002的移动控制成移动到更靠近和更远离对象1010的表面，诸如通过控制检测器载体1016的线性地朝向或远离对象1010的平移运动(例如，滑动或伸缩运动)。任选地，检测器控制器1036可以控制检测器载体1016的移动以允许检测器阵列1006或1008的移动。例如，检测器控制器1036可以控制由T箭头示出(并且示为左右，如图10所示)的检测器载体1016的横向移动。在各种实施例中，检测器控制器1036可以控制检测器载体1016或支撑构件1012在不同的横向方向上移动。检测器控制器1036可以控制检测器1002与其准直器1022一起进行旋转运动。在一些实施例中，检测器1002和准直器1022可以围绕轴转动或旋转。

枢轴控制器1038可以控制检测器单元1014在检测器载体1016的端部处的枢转或旋转运动和/或检测器载体1016的枢转或旋转运动。例如，检测器单元1014或检测器载体1016中的一个或多个可以围绕至少一个轴旋转，以从多个角度取向观察对象1010，以在例如操作的3D SPECT或3D成像模式中采集3D图像数据。准直器控制器1040可对可调节准直器(诸如具有可调节条带(或叶片)或(一个或多个)可调节针孔的准直器)的位置进行调整。

应该注意到，一个或多个成像检测器1002的运动可以在严格轴向或径向以外的方向上，并且在各种实施例中可以采用多个运动方向上的运动。因此，术语“运动控制器”可用于指示所有运动控制器的总称。应当注意，可以组合各种控制器，例如，可以组合检测器控制器1036和枢轴控制器1038，以提供本文所述的不同运动。

在采集对象1010或对象1010的一部分的图像之前，可以将成像检测器1002、台架1004、患者台1020和/或准直器1022调整到诸如第一或初始成像位置以及随后的成像位置。可以将成像检测器1002各自定位为对对象1010的一部分进行成像。或者，例如在小尺寸对象1010的情况下，成像检测器1002中的一个或多个(诸如在检测器阵列1006和1008的末端处的成像检测器1002，在图13中示出为处于远离对象1010的缩回位置)可以不被用来采集数据。可以由操作者手动地和/或自动地完成定位，这可以包括例如使用诸如在当前采集之前采集到的其他图像之类的图像信息，该其他图像诸如通过诸如X射线计算机断层扫描(CT)、MRI、X射线、PET或超声波之类的其他成像模态采集。在一些实施例中，用于定位的附加信息(诸如其他图像)可以由相同的系统获取，诸如在混合系统(例如，SPECT/CT系统)中。另外，检测器单元1014可以被配置为获取非NM数据，诸如x射线CT数据。在一些实施例中，可以提供多模态成像系统，例如，以允许执行NM成像或SPECT成像以及x射线CT成像，这可以包括双模态或台架设计，如本文更详细描述的那样。

在成像检测器1002、台架1004、患者台1020和/或准直器1022被定位之后，使用成像检测器1002中的一个或多个来采集一个或多个图像，诸如三维(3D)SPECT图像，这可以包括使用使检测器单元1014之间的间隔减少或最小化的组合运动。在各种实施例中，可以将由每个成像检测器1002采集的图像数据组合并重构为合成图像或3D图像。

在一个实施例中，在对检测器阵列1006和/或1008、台架1004、患者台1020、和/或准直器1022中的至少一个进行初始定位之后对其进行移动，这包括检测器单元1014中的一个或多个检测器单元的单独移动(例如，经组合的横向运动和枢转运动)以及检测器1002的旋转运动。例如，检测器阵列1006和/或1008中的至少一个可以在枢转的同时横向移动。因此，在各种实施例中，诸如当结合其他运动来移动或扫掠检测器单元1014时，可以使用诸如检测器单元1014之类的多个小尺寸检测器来进行3D成像。

在各种实施例中，数据采集系统(DAS)1060接收由成像检测器1002产生的电信号数据，并将该数据转换成数字信号以用于后续处理。然而，在各种实施例中，由成像检测器1002来生成数字信号。除了处理单元1050之外，可提供图像重构设备1062(该图像重构设备1062可以是处理设备或计算机)和数据存储设备1064。应该注意到，与数据采集、运动控制、数据处理和图像重构中的一个或多个相关的一个或多个功能可以通过硬件、软件和/或共享处理资源来完成，该硬件、软件和/或共享处理资源可以位于成像系统1000之内或其附近或者可以远程定位。另外，可以提供用户输入设备1066以接收用户输入(例如，控制命令)，并可以提供显示器1068以用于显示图像。DAS1060从检测器1002接收所采集的图像以及台架1004、支撑构件1012、检测器单元1014、检测器载体1016和检测器1002的对应的横向坐标、垂直坐标、旋转坐标和转动坐标，以用于准确地重构图像(包括3D图像及其切片)。

应当注意，所示出的实施例的部件的特定排布(例如，数量、类型、布置等)可以在各种替代实施例中被修改。例如，在各种实施例中，可以采用不同数量的给定模块或单元，可以采用不同类型的给定模块或单元，可以将多个模块或单元(或其方面)组合，给定模块或单元可以被划分为多个模块(或子模块)或单元(或子单元)，一个或多个模块的一个或多个方面可以在模块之间共享，可以添加给定的模块或单元，或者可以省略给定的模块或单元。

如本文所使用的，“配置为”的结构、限制或元件执行任务或操作，尤其以对应于任务或操作的方式，结构地形成、构造或适配。为了清楚和避免疑问的目的，仅能够被修改以执行任务或操作的对象不被“配置为”执行如本文所使用的任务或操作。相反，本文所使用的“配置为”的使用表示结构适配或特征，并且表示所描述的被“配置为”执行任务或操作的任何结构、限制或元件的结构要求。例如，被“配置为”执行任务或操作的处理单元、处理器或计算机可以被理解为被特别地构造以执行任务或操作(例如，具有存储在其上或与其配合使用的一个或多个程序或指令，其被调整或旨在该执行任务或操作，和/或具有调整或旨在执行任务或操作的处理电路的布置)。为了清楚和避免疑问的目的，通用计算机(如果被适当地编程，其可以成为“配置为”来执行任务或操作)不被“配置为”执行任务或操作，除非或直到被特定编程或结构化修改来执行任务或操作。

如本文中所使用的，术语“计算机”，“处理器”或“模块”可以包括任何基于处理器或基于微处理器的系统，包括使用微控制器、精简指令集计算机(RISC)、专用集成电路(ASIC)、逻辑电路和能够执行本文所述功能的任何其他电路或处理器的系统。上述示例仅是示例性的，并且因此不旨在以任何方式限制术语“计算机”、“处理器”或“模块”的定义和/或含义。

计算机或处理器执行存储在一个或多个存储元件中的指令集，以便处理输入数据。存储元件还可以根据需求或需要，存储数据或其他信息。存储元件可以是处理机内的信息源或物理存储器元件的形式。

指令集可以包括指示计算机或处理器作为处理机执行特定操作(诸如本发明的各种实施例的方法以及过程)的各种命令。指令集可以是软件程序的形式。软件可以是各种形式，例如系统软件或应用软件。进一步，软件可以是单独程序或模块的集合的形式，或大程序内的程序模块或程序模块的一部分的形式。软件还可以包括面向对象编程形式的模块化编程。由处理机对输入数据的处理可以响应于操作者命令，或响应于先前处理的结果，或响应于由另一处理机做出的请求。

如本文所使用的，术语“软件”和“固件”可包括存储在存储器中的用于由计算机执行的任何计算机程序，包括RAM存储器、ROM存储器、EPROM存储器、EEPROM存储器和非易失性RAM(NVRAM)存储器。上述存储器类型仅是示例性的，并且因此不限于可用于计算机程序存储的存储器的类型。

要理解的是，上面的描述旨在是说明性的，而非限制性的。例如，上文描述的实施例(和/或实施例的诸方面)可彼此结合地使用。此外，可以进行许多修改，以使具体的情况或材料适应本发明的各种实施例的教导而不脱离其范围。尽管本文中所描述的材料的尺寸和类型旨在限定本发明的各种实施例的参数，但是该各种实施例并非限制性的且是示例性的实施例。对本领域技术人员而言，在阅读了以上说明之后，许多其他的实施例都将是明显的。因此，本发明的各种实施例的范围应当参考所附权利要求、连同这样的权利要求有权获得的等效物的全部范围来确定。

在所附权利要求中，术语“包括”和“其中”被用作相应的术语“包括”和“其中”的简明英语对等词。此外，在所附权利要求中，术语“第一”、“第二”和“第三”等仅用作标记，并且不旨在对其对象强加数字要求。进一步，随后的权利要求的限制并没有以手段加功能的形式撰写，且并不意在基于35 U.S.C.§112(f)而解释，除非且直到这样的权利要求限制直接使用短语“用于…装置(means for)”随后跟功能描述而没有进一步的结构。

此书面描述使用示例来公开本发明的各种实施例，包括最佳模式，也可以使任何本领域技术人员能实现本发明的各种实施例，包括制造和使用任何设备或系统以及执行任何所包括的方法。本发明的各个实施例的专利保护范围由权利要求限定，并且可包括本领域技术人员想到的其他示例。如果这样的其他示例具有与权利要求的文字语言没有区别的结构要素，或者这样的其他示例包括与权利要求的文字语言无实质区别的等效结构要素，则它们落在本权利要求书的范围内。

Claims (20)

1.一种成像系统，包括：

台架，所述台架具有穿过所述台架的孔。

多个辐射检测器头组件，所述多个辐射检测器头组件围绕所述台架的所述孔设置，每个辐射检测器头组件包括：

检测器外壳；以及

转子组件，所述转子组件被设置在所述检测器外壳内，并且所述转子组件被配置为围绕轴旋转，所述转子组件包括检测器单元，所述检测器单元包括吸收构件和相关联的处理电路；

冷却单元，所述冷却单元被安装到所述台架上，并且所述冷却单元被配置用于提供受控的温度下的空气的输出流；以及

歧管，所述歧管耦合至所述冷却单元和所述多个辐射检测器头组件，并且所述歧管将所述冷却单元和所述多个辐射检测器头组件安置成彼此流体连通，其中来自所述冷却单元的空气的所述输出流被输送至所述多个辐射检测器头组件。

2.根据权利要求1所述的成像系统，其特征在于，所述冷却单元包括热电冷却器(TEC)。

3.根据权利要求1所述的成像系统，其特征在于，所述冷却单元从大气源接收输入流。

4.根据权利要求1所述的成像系统，其特征在于，所述冷却单元从所述多个辐射检测器头组件接收排出流。

5.根据权利要求1所述的成像系统，其特征在于，所述转子组件包括壳体和散热片，所述散热片沿所述壳体的外表面延伸，其中所述散热片被配置成沿所述转子组件的长度具有可变的传热能力。

6.根据权利要求5所述的成像系统，其特征在于，所述散热片沿所述转子组件的所述长度具有可变的高度。

7.根据权利要求5所述的成像系统，其特征在于，所述散热片中的至少一些散热片具有不同的散热片长度，其中，散热片的数目沿所述转子组件的所述长度变化。

8.根据权利要求5所述的成像系统，其特征在于，所述散热片沿所述转子组件的所述长度具有可变的热导率。

9.根据权利要求1所述的成像系统，其特征在于，所述吸收构件包括像素化检测器，所述像素化检测器具有单独读取的像素，其中所述成像系统还包括处理单元，所述处理单元包括一个或多个处理器以及至少一个存储器，所述至少一个存储器包括有形的且非瞬态的计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质包括指令，所述指令被配置用于指示所述一个或多个处理器对由所述检测器单元针对每个像素使用对应的阈值和窗口检测到的事件进行计数，其中所述阈值或所述窗口中的至少一个是针对每个像素单独定制的。

10.根据权利要求9所述的成像系统，其特征在于，所述指令进一步被配置用于指示所述一个或多个处理器在成像期间针对至少一个像素调整所述阈值或所述窗口中的至少一个。

11.一种成像系统，包括：

像素化检测器，所述像素化检测器具有单独读取的像素；以及

处理单元，所述处理单元包括一个或多个处理器以及至少一个存储器，所述至少一个存储器包括有形的且非瞬态的计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质包括指令，所述指令被配置为指示所述一个或多个处理器对由所述检测器单元针对每个像素使用对应的阈值和窗口检测到的事件进行计数，其中所述阈值或所述窗口中的至少一个是针对每个像素单独定制的。

12.根据权利要求11所述的成像系统，其特征在于，所述指令进一步被配置用于指示所述一个或多个处理器在成像期间针对至少一个像素调整所述阈值或所述窗口中的至少一个。

13.根据权利要求12所述的成像系统，其特征在于，所述指令进一步被配置用于指示所述一个或多个处理器基于由所述至少一个像素产生的对应的光谱的前沿来调整所述窗口。

14.根据权利要求12所述的成像系统，其特征在于，所述指令进一步被配置用于指示所述一个或多个处理器基于感测到的温度来调整所述窗口。

15.根据权利要求11所述的成像系统，其特征在于，所述指令进一步被配置用于指示所述一个或多个处理器基于处理能力来针对每个像素单独地设定所述阈值。

16.根据权利要求11所述的成像系统，其特征在于，所述指令进一步被配置用于指示所述一个或多个处理器基于所述像素的特性来针对每个像素单独地设定所述窗口。

17.一种方法，包括：

利用像素化检测器采集辐射事件，所述像素化检测器具有单独读取的像素；以及

利用包括至少一个处理器的处理单元对由所述像素化检测器针对每个像素使用对应的阈值和窗口检测到的事件进行计数，其中所述阈值或所述窗口中的至少一个是针对每个像素单独定制的。

18.根据权利要求17所述的方法，其特征在于，进一步包括在成像期间针对至少一个像素调整所述阈值或所述窗口中的至少一个。

19.根据权利要求18所述的方法，其特征在于，进一步包括：基于由所述至少一个像素产生的对应的光谱的前沿来调整所述窗口。

20.根据权利要求18所述的方法，其特征在于，进一步包括：基于感测到的温度来调整所述窗口。